韋新平

摘要：“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的培養(yǎng)需要學(xué)生建立科學(xué)認識并能付諸實踐行動，教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化是實現(xiàn)這一目標的重要途徑。選取“探析二氧化硫的功與過”教學(xué)中的部分環(huán)節(jié)，從模擬主題情景，串聯(lián)情境任務(wù)，引導(dǎo)反思概括三個方面闡述促進知識關(guān)聯(lián)、認識思路與核心觀念結(jié)構(gòu)化的設(shè)計策略。指出“素養(yǎng)為本”的教學(xué)應(yīng)注重知識、思維和觀念的統(tǒng)一，從整體上構(gòu)建“主題-情境-問題-任務(wù)”的結(jié)構(gòu)化。

關(guān)鍵詞：科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任；內(nèi)容結(jié)構(gòu)化；二氧化硫教學(xué)；素養(yǎng)為本

1 “科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的內(nèi)涵及其教學(xué)啟示

“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成要素，突顯了化學(xué)課程的育人目標，揭示了化學(xué)學(xué)習(xí)更高層次的價值追求?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新版課標”）從內(nèi)涵、目標與素養(yǎng)水平等多個維度對其進行了描述，指出：“具有節(jié)約資源、保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識；理解化學(xué)、技術(shù)、社會和環(huán)境之間的相互關(guān)系，認識化學(xué)對社會發(fā)展的重大貢獻；能運用已有知識和方法綜合分析化學(xué)過程對自然可能帶來的各種影響，權(quán)衡利弊，作出正確的價值判斷；強化社會責(zé)任意識，積極參與有關(guān)化學(xué)問題的社會決策”。由此可見，“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”包含意識和行動兩個層面：①提升認識，形成可持續(xù)發(fā)展意識、“綠色化學(xué)”觀念、對與化學(xué)相關(guān)社會問題的科學(xué)態(tài)度等；②實踐應(yīng)用，理論聯(lián)系實際，將學(xué)科知識、方法應(yīng)用于生產(chǎn)生活，能針對實際問題提出具體解決方案?！翱茖W(xué)態(tài)度”與“社會責(zé)任”前后遞進，互為支撐，既要建立科學(xué)認識，也能將認識轉(zhuǎn)化為行動。

學(xué)科核心素養(yǎng)源于又高于具體知識，學(xué)科知識是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的基石。新版課標指出：“促進學(xué)科知識向?qū)W科核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵在于內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化，包括知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化、認識思路結(jié)構(gòu)化與核心觀念結(jié)構(gòu)化。精選學(xué)科內(nèi)容，重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進學(xué)科核心素養(yǎng)的落實”?！翱茖W(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的培養(yǎng)離不開知識體系的建構(gòu)、思維方法的凝練以及核心觀念的塑造，也離不開主題情境中具體問題的分析與解決過程。教學(xué)當(dāng)中應(yīng)精選有意義的素材，創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，設(shè)計梯度化的問題組，布置系列化的問題解決任務(wù)，驅(qū)動學(xué)生開展調(diào)查研究、情景模擬、方案設(shè)計、實驗探究等活動，在活動參與中掌握必備知識，在問題解決中提升關(guān)鍵能力。建立“主題-情境-問題-任務(wù)”層級關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)主題情境結(jié)構(gòu)化，情景活動結(jié)構(gòu)化，問題組塊結(jié)構(gòu)化，任務(wù)線索結(jié)構(gòu)化等，為價值觀念的塑造逐步搭建認識階梯，為核心素養(yǎng)的發(fā)展提供真實的表現(xiàn)機會。

2 “二氧化硫”內(nèi)容特點及素養(yǎng)發(fā)展目標

作為硫及其化合物的代表性物質(zhì)，二氧化硫是高一學(xué)生在2019年人教版化學(xué)必修第二冊首先學(xué)習(xí)的物質(zhì)。新版課標對該主題的內(nèi)容及學(xué)業(yè)要求為：結(jié)合真實情境中的應(yīng)用實例或通過實驗探究，了解硫及其化合物的主要性質(zhì)，認識其在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對生態(tài)環(huán)境的影響；能有意識地運用所學(xué)知識或?qū)で笙嚓P(guān)證據(jù)參與社會性議題的討論。二氧化硫在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用，性質(zhì)與用途相依，對自然環(huán)境和社會發(fā)展有著深刻的影響，價值與危害并存，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)看待化學(xué)問題，強化社會責(zé)任意識，提高決策參與能力的良好素材。教學(xué)當(dāng)中應(yīng)以“化學(xué)物質(zhì)有利也有弊”“物質(zhì)利用要趨利避害”等學(xué)科大概念為統(tǒng)領(lǐng)，結(jié)構(gòu)化設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生的科學(xué)認識并引導(dǎo)其付諸實踐，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任。

基于以上分析，本節(jié)教學(xué)學(xué)生需達成以下目標：①建立邏輯清晰、意義深刻的二氧化硫知識體系；②形成對元素化合物性質(zhì)及相關(guān)實際問題解決的一般分析視角和認識思路；③在透析問題本質(zhì)的過程中進一步反思與概括，增進對化學(xué)物質(zhì)的辨證認識和對化學(xué)學(xué)科的價值理解，內(nèi)化學(xué)科核心觀念（大概念）。對此，筆者以“探析二氧化硫的功與過”為教學(xué)主題，選取部分環(huán)節(jié)，從主題情境創(chuàng)設(shè)、情景活動開展、問題組塊設(shè)計、任務(wù)線索引領(lǐng)等幾個角度闡述促進學(xué)生知識關(guān)聯(lián)、認識思路與核心觀念結(jié)構(gòu)化的設(shè)計策略。

3 涵育“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的內(nèi)容結(jié)構(gòu)化設(shè)計策略

3.1模擬主題情景，促進知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化

知識關(guān)聯(lián)包括知識意義關(guān)聯(lián)與知識邏輯關(guān)聯(lián)等，是知識應(yīng)用與問題解決的前提，為核心素養(yǎng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。傳統(tǒng)課堂從物質(zhì)理化性質(zhì)到用途制備的講授式教學(xué)難以突破元素化合物易學(xué)難記的困擾，也無法調(diào)動學(xué)生知識建構(gòu)的主動性。對此，可以模擬系列化的情景主題，設(shè)置活動線索（見圖1），以SO為第一視角，賦予SO擬人化的角色設(shè)定，引導(dǎo)學(xué)生融入情景，通過角色扮演和求同存異等活動，使彼此孤立的事實性知識建立結(jié)構(gòu)化的意義關(guān)聯(lián)，重組為易于識記與理解的知識組塊。

3.1.1 角色扮演，巧設(shè)知識意義關(guān)聯(lián)

情景活動1：閱讀課本、查閱資料，聯(lián)系SO的物理性質(zhì)，結(jié)合你的理解用擬人化的語言為它寫一個“自白書”，在課堂上表演并將“自白書”中的關(guān)鍵詞句與對應(yīng)的物理性質(zhì)以表格形式建立關(guān)聯(lián)，幫助大家認識它。

設(shè)計意圖：采用內(nèi)心獨白或故事敘述等方式，將物質(zhì)的理化性質(zhì)與角色的行為表現(xiàn)建立有意義的關(guān)聯(lián)，設(shè)計成虛擬化的角色扮演情景活動，賦予枯燥的化學(xué)知識更獨特的生命力，讓知識建構(gòu)變得更有生成性。同時，在角色扮演過程中也能引發(fā)學(xué)生“換位思考”，反思化學(xué)物質(zhì)的存在、價值與危害，表演時候可以融入個人情感體驗。

3.1.2求同存異，統(tǒng)整知識邏輯關(guān)聯(lián)

元素化合物性質(zhì)知識龐雜，為理清內(nèi)在邏輯關(guān)系，對于陌生物質(zhì)的學(xué)習(xí)，可采用“求同存異”的策略進行知識同化與順應(yīng)。例如，創(chuàng)設(shè)“SO的尋親之旅”情景活動，“尋訪家族印跡”，引導(dǎo)學(xué)生類比熟悉物質(zhì)，預(yù)測陌生物質(zhì)的性質(zhì)，以點帶面，關(guān)聯(lián)物質(zhì)間性質(zhì)的相似與差異，整合學(xué)科知識體系。

情景活動3：為了更好地認識SO，需要先探尋他的兄弟姐妹。[問題引導(dǎo)]①從元素組成角度，SO與學(xué)過的哪種氣體最相似？②從性質(zhì)角度劃分，它們的類別都是什么？③根據(jù)物質(zhì)類別，預(yù)測SO具有哪些化學(xué)性質(zhì)？④如何區(qū)分CO和SO？

設(shè)計意圖：聯(lián)系已知，預(yù)測未知；同中求異，異中求同；歸納類比，拓展延伸，幫助學(xué)生從整體上認識物質(zhì)的相似性與差異性，建立更清晰的學(xué)科知識邏輯關(guān)聯(lián)。對于SO漂白性的學(xué)習(xí)，同樣可以聯(lián)系熟悉的HClO進行“求同存異”，以強化知識關(guān)聯(lián)，構(gòu)建整體認識。值得一提的是，類比的結(jié)論未必是正確的，需要實踐檢驗，正確的類比一定建立在科學(xué)的依據(jù)之上，如相似的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、組成或類別等。

3.2 串聯(lián)情境任務(wù)，導(dǎo)向認識思路結(jié)構(gòu)化

素養(yǎng)的發(fā)展是情境性的，“素養(yǎng)為本”的教學(xué)就是要讓學(xué)生重回情境進入發(fā)生狀態(tài)。主題情境為知識生成、思維生長、素養(yǎng)發(fā)展提供了實踐的沃土，教學(xué)當(dāng)中主題、情境、問題、任務(wù)應(yīng)建立內(nèi)在的關(guān)聯(lián)（見圖2），串聯(lián)主題情境，設(shè)置問題鏈條，提供任務(wù)線索。在問題解決過程中，驅(qū)動學(xué)生構(gòu)建分析視角，透析問題本質(zhì)，探索思維路徑。

3.2.1 建立分析視角，探索認識思路

情境1-1：[演示實驗]用注射器收集40 mL SO，抽取適量紫色石蕊試液，用橡膠塞堵住管口，晃動注射器。觀察到注射器活塞前移，紫色石蕊試液變紅。

[問題引導(dǎo)]①酸雨是什么？②酸雨導(dǎo)致了哪些環(huán)境問題？③人類哪些實踐活動會促進酸雨的形成？④SO在空氣中是如何形成酸雨的？

酸雨即pH<5.6的雨水，通常含有硫酸等強酸。酸雨會腐蝕綠色植物和建筑設(shè)施，同時危害人類健康。生產(chǎn)生活當(dāng)中，含硫礦石冶煉、化石燃料燃燒、汽車尾氣、燃放鞭炮等過程會產(chǎn)生SO，形成硫酸型酸雨。

[任務(wù)驅(qū)動]結(jié)合SO的物質(zhì)類別和元素價態(tài)，在“價-類”二維圖中分析空氣中酸雨可能的形成路徑。

途徑Ⅰ：一定條件下，SO在空氣中能被O氧化成SO，SO與水化合生成HSO：SO→SO→HSO；途徑Ⅱ：SO能與水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸進一步被O氧化成硫酸：SO→HSO→HSO。

[問題反思]①SO為什么能發(fā)生上述轉(zhuǎn)化？②上述轉(zhuǎn)化過程與物質(zhì)的哪一個方面有關(guān)？③研究化學(xué)物質(zhì)性質(zhì)的認識視角與一般思路是什么？

情境1-2：[問題引導(dǎo)]①生產(chǎn)生活當(dāng)中，哪些做法能夠減少酸雨的形成？②這些做法采取的思路是什么？③由此你對“綠色化學(xué)”又有了哪些認識？④對于必須的工業(yè)生產(chǎn)活動如燃煤，如何處理產(chǎn)生的SO？

[任務(wù)驅(qū)動]結(jié)合SO的物質(zhì)類別（酸性氧化物通性）與元素價態(tài)特點（氧化性和還原性），探索它的吸收方案，寫出對應(yīng)化學(xué)方程式，并探討各個方案的優(yōu)勢與不足。

[問題反思]①針對上述方案，如果你是工程師，你傾向選擇哪個方案？②如何解決方案中存在的不足？③工業(yè)生產(chǎn)中選擇尾氣處理方案需要考慮的原則和基本思路是什么？

工業(yè)吸收SO尾氣常用的化學(xué)方法包括干法（用固態(tài)堿性吸收劑）、濕法（用堿性水溶液）、氧化法等。針對干法中固-氣接觸不充分問題，燃煤時可以將粉狀吸收劑噴入爐膛，利用氣體上升和固體重力相互作用，使反應(yīng)更加充分。類似的，濕法吸收SO也可以采用霧化噴淋的方式，增大接觸面積。針對濕法中NaOH成本較高問題，可用Ca（OH）等廉價原料代替，或利用反應(yīng)NaSO+Ca（OH）=CaSO↓+2NaOH實現(xiàn)回收利用。無論選擇何種方案，生產(chǎn)實踐中吸收尾氣都需要考慮：①吸收成本；②吸收效率。

設(shè)計意圖：以情境為依托，以問題為導(dǎo)向，以任務(wù)為線索，開展酸雨形成路徑探索、環(huán)境問題防治措施、尾氣處理方案探討等活動。驅(qū)動學(xué)生在問題解決過程中，構(gòu)建問題分析的基本視角，形成問題解決的一般思路，使問題解決條理化，認識思路結(jié)構(gòu)化。

3.2.2透析問題本質(zhì)，凸顯思維路徑

情境3-1：[問題引導(dǎo)]①SO能否用于食品添加？②若能，食物當(dāng)中的SO有什么作用？③體現(xiàn)了它的什么性質(zhì)？④SO導(dǎo)致了哪些食品安全問題？⑤這些問題的根源出在哪里？

SO可用于食品添加，如葡萄酒中添加了SO，作用有殺菌、抗氧化等，利用了SO水化物的酸性以及還原性。但不法商販利用SO增白食品，改善色澤，延長保質(zhì)期，危害人們健康，問題的根源在于超量添加！

[任務(wù)驅(qū)動]調(diào)查了解市面存在的增白食品，列舉其危害，并結(jié)合SO的性質(zhì)，設(shè)計一個簡單的食品選購建議書。

圖8食品選購建議書設(shè)計

[問題反思]①由此，你對食品添加劑又有了哪些新的認識？②對于分析食品添加劑的作用與危害，鑒定食品安全的方法，我們的一般認識過程是什么？

情境3-2：[問題引導(dǎo)]①生活中哪些地方需要檢測SO？②檢測的方式有哪些？③實驗室可用哪些試劑檢驗SO？④這些試劑在實驗中會有什么現(xiàn)象？⑤體現(xiàn)了SO的什么性質(zhì)？

[任務(wù)驅(qū)動]1.完成下列實驗，并填寫探究記錄表。

2.查閱資料，了解食品行業(yè)定量測定SO的方案，概述所用試劑及操作過程。

[問題反思]①設(shè)計SO的檢測方案，需考慮的步驟有哪些？②試劑選擇、實驗現(xiàn)象與物質(zhì)性質(zhì)有何關(guān)聯(lián)？

設(shè)計意圖：從生活走進化學(xué)，開展對食品添加劑的辯證性思考。豐富活動形式，設(shè)計食品選購建議書、探討SO檢測方案，增進對物質(zhì)性質(zhì)與其作用、危害、檢測方法、實驗現(xiàn)象的整體性認識。在活動過程中透析問題本質(zhì)，理清關(guān)鍵要素及其相互關(guān)系，凸顯思維路徑，實現(xiàn)問題解決程序化。

3.3 引導(dǎo)反思概括，促成核心觀念結(jié)構(gòu)化

化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不是靠知識的灌輸與堆積，而是要不斷進行思維啟迪與訓(xùn)練，使學(xué)生根據(jù)自身理解形成簡約而深刻的核心認識與認識層級。因而在教學(xué)設(shè)計與實施中，應(yīng)有目的、有計劃地引導(dǎo)學(xué)生在知識結(jié)構(gòu)化與認識結(jié)構(gòu)化的基礎(chǔ)上進行反思概括、提煉升華，領(lǐng)悟?qū)W科大概念，內(nèi)化學(xué)科核心觀念。

[問題反思]①通過學(xué)習(xí)，你對SO又有了哪些新的認識？②對待生產(chǎn)生活當(dāng)中的化學(xué)物質(zhì)應(yīng)該持有怎樣的態(tài)度？③學(xué)習(xí)化學(xué)知識的社會意義在哪里？④化學(xué)工作者要承擔(dān)怎樣的社會責(zé)任？

圖11指向“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心觀念結(jié)構(gòu)化

[任務(wù)驅(qū)動]通過本單元學(xué)習(xí)之后，請用一句話概括你對SO2等化學(xué)物質(zhì)的新的認識與學(xué)習(xí)體會。

1. SO2無處不在，看量論害。

2. SO2是原料也是毒藥，是一把利弊皆有的雙刃劍。

3. 化學(xué)物質(zhì)是個寶，不當(dāng)利用不得了！

4. 化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)沒有廢物，只有放錯地方的資源。

5. 化學(xué)是天使還是魔鬼，就看你怎么支配。

設(shè)計意圖：課堂小結(jié)不應(yīng)局限于知識整理，更要創(chuàng)造認識升華與觀念建構(gòu)的契機?；瘜W(xué)核心觀念是在知識關(guān)聯(lián)、認識思路結(jié)構(gòu)化基礎(chǔ)上更深層次的抽象概括，要引導(dǎo)學(xué)生基于前述不同主題情境中問題的解決過程，反思總結(jié)，概括提煉，輸入與輸出相結(jié)合，從化學(xué)走向社會，將“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的精髓內(nèi)化于心，外顯于行。

4 結(jié)語

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的五大構(gòu)成要素之間具有內(nèi)在的本質(zhì)聯(lián)系，有對學(xué)科思維方法的描述，有對實踐創(chuàng)新能力的表征，也有對學(xué)科價值取向的刻畫，形成一個有機整體。“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的培育不能與其它素養(yǎng)嚴格“劃清界限”，而是要結(jié)合實際內(nèi)容有所兼顧，綜合體現(xiàn)，否則教學(xué)將流于形式，課堂也會演變成泛泛而談式的說教?！翱茖W(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的發(fā)展既需要學(xué)科知識基礎(chǔ)，也需要思維動力源泉，最終指向?qū)W科核心價值，知識、思維、觀念的發(fā)展統(tǒng)一于教學(xué)的整個過程當(dāng)中。涵育“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的教學(xué)應(yīng)著眼于學(xué)生的知、情、行[8]，豐富活動內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)情景體驗，在問題分析與解決過程中，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)認識，提升決策能力，強化社會責(zé)任。重視以主題為框架，以情境為依托，以問題為引領(lǐng)，以任務(wù)為線索，使教學(xué)內(nèi)容情境化，問題設(shè)計系列化，任務(wù)驅(qū)動線索化，從而達到知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化，認識思路程序化，核心觀念整體化，促進學(xué)科核心素養(yǎng)的落實。

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